Преобразователь постоянного напряжения в квазисинусоидальное Советский патент 1988 года по МПК H02M7/48 

(21)3993603/24-07

(22)23.12.85

(46) 07.04.88. БЮЛ. № 13

(71)Ташкентский политехнический институт им. А. Р. Бируни

(72)Б. У. Умаров, Ш. Ш. Шаисламов, М. У. Халбаев и А. Л. Халбаева

(53) 621.314.572(088.8)

(56) Патент ФРГ № 1285054,

кл. Н 02 М 7/587, 1968.

Патент Японии № 56-53948, кл. Н 02 М 7/48, 1981.

Авторское свидетельство СССР № 836739, кл. Н 02 М 7/4811, 1981.

Авторское свидетельство СССР № 688970, кл. Н 02 М 7/48, 1976.

Гусев С. И., Сенько В. И. и др. Принципы построения прецизионных преобразователей с программируемой формой выходного напряжения. Техническая электродинамика, 1980, № 5, с. 49-55.

Руденко В. С., Сенько В. И. и Чужен- ко И. М. Основы преобразовательной техники . М.: Высшая школа, 1980, с. 287, 285, рис. 5,4а, 5.7.

(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В КВАЗИСИНУСОИ- ДАЛБНОЕ

(57) Изобретение относится к преобразовательной технике. Целью является упрощение без ухудшения качества выходного напряжения. Устр-во содержит инверторную ячейку на ключах 9 и 10 постоянного тока (КПТ) с тр-ром 11. Вторичная обмотка тр-ра 11 выполнена с отводами, подключенными через ключи 12-17 переменного тока к выходному выводу. Дополнительные КПТ 7 и 8 подключены к секциям 5 и 6 источника. Амплитуда входного напряжения уменьшается при работе КПТ 8 и увеличивается при работе КПТ 7. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

(Л

со

00

4;:

СО

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано, например, при построении системы электропитания централизованного типа.

Целью изобретения является упрощение без ухудшения качества выходного напряжения.

На фиг. 1 приведена принципиальная электрическая схема преобразователя при числе дополнительных ключей, равном двум; на фиг. 2 - блок-схема преобразователя; на фиг. 3 - временные диаграммы, поясняющие работу преобразователя.

Преобразователь (фиг. 1) содержит последовательно включенные блок I формирования питающих напряжений, инверторно- трансформаторный блок 2 и блок 3 ключей переменного тока. Управление ключами этих блоков осуществляется от блока 4 управления.

Блок 1 формирования питающих напряжений содержит в данном конкретном примере секции 5 и 6 источника питания и дополнительные ключи 7 и 8 постоянного тока, соединяющие эти секции с одним из силовых входных выводов блока 2. Последний может быть выполнен в виде инвертор- ной ячейки на ключах 9 и 10 постоянного тока и трансформатора 11, концы и промежуточные отводы вторичной обмотки которого через ключи 12-17 переменного тока подключены к одному выходному выводу преобразователя, а средняя точка этой об- 1отки подсоединена к второму выходному его выводу.

Блок-схема системы управления, реализующая необходимый алгоритм работы (фиг. 2), состоит из последовательно соединенных между собой задающего генератора 18, распределителя 19 импульсов, логического узла 20 и усилителей 21 мощности. На временных диаграммах, поясняющих принцип действия преобразователя приняты следующие обозначения (фиг. 3):

и. Us - сигналы управления, подаваемые на управляющие входы ключей 7 и 8 постоянного тока; Ui - сигнал с выхода формирователя 1 уровней входного напряжения;

U2 - напряжение с выхода высокочастотного преобразователя 2; Ui2-U|7 - сигналы управления, подаваемые на управляющие входы ключей 12-17 переменного тока; и„ - сигналы полупериода выходного

напряжения устройства. Преобразователь работает следующим образом.

На интервале времени to-tie на вход высокочастотного преобразователя 2 (инвертор по схеме с нулевой точкой) подают через ключ 8 напряжение источника 6. Постоянное напряжение преобразуют в высо

кочастотное с частотой, кратной частоте выходного напряжения инвертором 2. Далее осуществляют амплитудно-импульсную модуляцию высокочастотного напряжения: клю- чами 14 и 15 формируют первую ступень выходного напряжения; ключами 13 и 16 формируют вторую ступень, а третью ступень формируют ключами 12 и 17.

На интервале времени tie-124 на вход преобразователя 2 через ключ 7 подают суммарное напряжение источников 5 и 6 (ключ 8 при этом разомкнут).

Высокочастотное напряжение U2 с преобразователя 2 на этом интервале имеет большую амплитуду, следовательно, модуля- торами 12-17 можно сформировать дополнительные ступени выходного напряжения.

На интервале времени t24-tse уменьшают амплитуду входного напряжения замыкая ключ 8, размыкая ключ 7. Отрицательную полуволну выходного напряжения форми0 руют аналогично, используя обратные ветви ключей 12-17 переменного тока. Задающий генератор 18 вырабатывает импульсы PI-Рзб с частотой, кратной частоте выходного напряжения, которые через распреде5 литель импульсов на 36 каналов подаются на входы логического узла 20. Логический узел представляет собой набор RS-тригге- ров, схем совпадения и сборок, формирующих необходимые (в соответствии с временными диаграммами) последователь0 ности импульсов на все ключи преобразователя. Усилители 21 мощности служат для огласования логических элементов с силовыми ключами.

Предлагаемый преобразователь позволяет существенно упростить и улучшить

5 массогабаритные показатели устройства, реализующего способ за счет уменьшения числа ключей переменного тока.

Соотношения уровней секций источника входного питания и числе витков трансформатора 11 выбираются из условия максимального исключения гармоник, близких к основной. Так, для пятиступенчатой кривой выходного напряжения с нулевой ступенью (UH, фиг. 3) амплитуды ступеней должны быть равны. При амплитуде аппроксимируr емой синусоиды има« 10

и, 0;

U2 U«aKc.sin20 3,42; U3 UMaKc.sin40° 6,42; U4 UMaKc.sin60° 8,66; U5 UMaKc.sin80° 9,848.

Q Исходя из этих уровней, соотношения амплитуд ступеней будут равны 1:1,87:2,53: :2,88, следовательно, при уровне ЭДС источника 6 равного 1, соотношения чисел витков вторичных обмоток трансформатора 11 будут равны 1:0,87:0,66. Уровень ЭДС источника 5

5 должен быть равен по отношению к ЭДС источника 6:1,88:1, т.е. их сумма дает 2,88 Коэффициент гармоник такого напряжения порядка 9,3%.

0

Формула изобретения

мых ключей переменного тока, отличающийся тем, что, с целью упрощения без ухудшения качества выходного квазисинусоидального напряжения, он снабжен дополнительными управляемыми ключами постоянного тока, одни одноименные силовые электроды которых объединены и подключены к одному входному силовому выводу инверторной ячейки, другие силовые электроды соединены с выводами для подключения к секционированному источнику питания, а управляющие электроды - к логическому узлу.

0